二维码在物联网中的应用

摘 要 随着计算机信息和微电子技术的发展，物联网得到国内外的普遍重视和较快发展。物联网是社会信息化发展和科学技术发展的自然推动产物，具有很大的发展潜力和巨大的市场空间。物联网原始含义是物和物相互联结的网络，二维码是物联网感知层的一部分，属于物联网感知与识别技术的一种。物联网的感知层就好像人类的感觉系统一样，是物联网内部核心采集外部数据的接口。文章主要阐述二维码在物联网应用领域的具体实施以及二维码的制作方法。

关键词 二维码；物联网；智能物流

中图分类号：TN919 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0117-02

1 物联网的关键技术

物联网这一概念最早是由麻省理工学院Auto-ID中心提出的，研究人员提出将RFID和互联网相结合的想法，从而实现在任何时间、地点对连接的物品进行标识和管理。2012年的2月，我国《物联网产业十二五发展规划》，根据物联网在我国当前的主要发展现状确定了物联网9个重点示范应用领域。我国目前专业物联网科研机构为中科院无锡物联网产业研究所。

物联网是物物相连的网络，物联网的各种应用都依赖于物联网自动形成的信息交换网络而完成。目前我们所定义的物联网可以大体上分为四个层次，分别是：感知层、传输层、服务管理层、应用层。物联网各种具体应用的完成和实现涉及到很多技术，这些技术大致可以分为感知与识别技术范畴、通信与组网技术范畴、信息处理与服务技术范畴三大类，这三大类即为物联网的关键技术。

感知与识别技术主要实现物联网对物体的感知和识别。感知与识别都可以划分为隶属自动识别技术范畴，即通过一定的装置或设备识别，通过被识别的物品接近识别装置，识别装置自动获取被识别物相关信息，并把这些信息提供给计算机处理系统来完成后续工作。识别技术主要完成识别物是否存在、定位物体的移动以及未知情况等工作，常采用的技术包括普通条码识别、射频识别、GPS定位、红外感应、声音及视觉设别、生物特征识别等。感知技术指的是通过在物体上或物体周围嵌入各类传感器，感知物体或环境的各种物理或化学变化等。

通信与组网技术时物联网实现物与物连接的主要手段，通信与网络技术对于物联网来说就像神经传输系统对于人类来说一样重要。从信息化的角度来看，物联网从本质上就是实现了信息化的一种新的流动形式，这种流动包括信息感知、信息收集、信息处理和信息应用四个部分。信息要向流动就需要网络，没有网络物体和人都是孤立的，因为你看不到更大区域的整体信息或是更远处的信息。物联网的实质是将物体的信息连接到了网络上，因此物联网中网络的作用是保证物体信息流通的媒介。

信息处理与服务技术主要负责对感知层采集的数据信息进行智能信息处理并为应用层提供服务。信息处理与服务层主要解决的问题有：感知数据如何存储、如何检索、如何使用、数据安全与隐私保护等。对于物联网而言，信息支撑处理是最为核心的一部分。物联网如果只做到前期感知层的收集是不能真正起到作用的，比收集信息更为重要的是怎样利用收集而来的数据，怎样通过分析这些数据做出正确的决定或提高管理的效率。

2 二维码的主要应用领域和实施过程

二维码在1994年起源于日本，它用某种特定的集合图形按照一定规律分布在平面上的黑白相间的图形记录数据和信息符号等。在代码编制上利用了计算机内部逻辑中使用的“0”、“1”比特流的概念，使用和二进制对应的若干几何图形来表示文字的或是数值的信息。二维码的读取时通过图像输入设备或者是广电扫描设备去自动识别 从而实现信息自动处理。它和一维码有共性：都有自己的字符集；每个字符占用一定的宽度以及有一定的校验功能。同时二维码具有的功能还有不同行的信息能够自动识别、能处理旋转变化了的图形。二维码存储量大，能够容纳将近两千个大写字母或者三千个数字或一千个字节或是500个汉字。移动互联时代的二维码还可以作为一个链接使用，这样这个二维码所代表的信息量会更大。

二维码作为物联网时代的先行者在智能手机和移动互联领域起着重要的作用：作为互联网的快捷入口；是移动营销中广告互动的重要手段；淘宝购物中的新推广模式；是信息认证的可靠工具；甚至还可以是绿色环保的二维码名片。

二维码在物联网典型应用的物流领域有广泛应用，主要包括入库管理、出库管理、仓库内部管理和货物配送管理四个方面。当商品入库时，通过读取商品上的二维条码标签就能录入很多此商品相关信息存入数据库方便管理，节省录入时间。当商品出库时，同样通过扫面二维码标签对出库商品信息确认并同步更改库存状态以及数据库信息。在库存管理中二维码既可以作为存货盘点的重要依据也可以用于出库备货。在进行物流配送前可通过二维码的录入将要配送商品的相关信息、客户订单详情等下载到移动设备中，当货物送到时可以根据移动终端中的信息对配送货品进行核实和检验，实时又准确。

二维码在生产制造业同样应用广泛，可以归结为应用在以下三个环节：原材料信息录入与核实；生产信息录入与核实；成品信息录入与查询。在原材料供商在想工厂提供原材料是可将原材料的相关重要信息全部通过一定方式生成二维码并将二维码输出贴在原材料上，然后在生产时利用移动终端进行查询，方便确认原材料信息。在生产过程中也可以根据二维码标签对原材料进行分类以及其他和生产相关的具体操作。在成品产出后还可将相关信息写入二维码中，将标签贴在成品上，还可以在原材料投入生产后的各道检验工序中用到二维条码。

手机二维码作为现在市场上最广泛的二维码应用也不可忽视。这些二维码主要用用在如产品的宣传，商品的防伪、电子商务的实施、团购商品券、交通或是旅游上。比如人们一直想要解决的食品生产和原材料追溯问题上，如果在食品的外包装上印上二维码，通过这个二维码想给这个食品一个“身份证一样”，可以进行从原材料到最后投入市场的一系列追踪。在旅游和交通问题上，比如初到一个陌生城市，想知道自己所在的公交站或地铁站附近的交通或食宿情况，只要对着站牌上的二维码拍照识别，相关信息就会自动发送到手机上。

3 二维码的生成方法

以目前最为流行的二维码QR码为例，二维码可以被很严格的区分为区域：固定的寻像图形和定位图行区、保存编码的数据内容和纠错信息码的区域，表示纠错的级别的区域。QR码有Model和Model2两种模式，Model是初始定义，Model2是扩展定义，目前市面上较为普遍的是Model2。QR图的大小被定义为版本，版本号一共是从1-40。版本1是一种21*21黑白小格子矩阵，而版本40是177*177的矩阵，当然黑白格子的数字越多，存储的容量也就越大，因为黑白格子与信息的二进制代码相对应。QR码的生成过程可以分为数据分析、数据编码、纠错编码、构造最终数据信息、构造矩阵、掩膜、在相应的区域内生成格式和版本信息七步。

目前个人生成二维码也是非常方便的，打开百度搜索输入二维码生成器或二维码生成软件，就会有数百条搜索结果。这些有下载后安装使用的生成器，也有非常快捷的在线生成器，可以生成如微信头像，网站链接，电子消费券，电子名片等等数十种二维码产品。二维码的扫描同样也很方便，各大电商如腾讯的微信二维码扫描、阿里巴巴旗下电子商务平台二维码应用、搜狗手机输入法、新浪微博等都有二维码扫描与识别功能。

当前，我国二维码在物联网中的应用还处于成长期，但我相信伴随着物联网、电子商务、智能终端设备的飞速发展，二维码在物联网中的应用会更加广泛同时也会带来不可预估的市场价值。

参考文献

[1]中国物品编码中心.商品条码应用指南[S].北京：中国标准出版社，2010.

[2]罗汉江.物联网应用技术导论[M].大连：东软电子出版社，2013.

作者简介

王爽（1984-），吉林长春人，助教，工学硕士，研究方向：嵌入式系统工程专业。